Choć przez ostatnie lata swego życia artystka cierpiała na ciężką depresję, w 1954 powróciła do Brazylii, jak się miało okazać, po raz ostatni; w dniu 4 sierpnia 1955, podczas telewizyjnej rejestracji wyczerpującego wokalno-tanecznego numeru do odcinka serialu Jimmy Durante Show Miranda doznała ataku serca, a po powrocie do swego domu w Beverly Hills zmarła następnego dnia rano, w wieku zaledwie 46 lat. Jej ciało zostało przewiezione z powrotem do Brazylii, a z okazji pogrzebu ogłoszono żałobę narodową. Została pochowana na Cemitério São João Batista w Rio de Janeiro, a w kondukcie pogrzebowym wzięło udział blisko pół miliona ludzi.
W Rio de Janeiro na jej cześć zostało później zbudowane muzeum, a jej kariera stała się w 1995 tematem głośnego filmu dokumentalnego Carmen Miranda: Bananas Is My Business.
Odznaczenia thumb|Gwiazda artystki w Hollywood Walk of Fame Wielki Oficer Orderu Świętego Jakuba od Miecza (2005, Portugalia) Order Zasługi dla Kultury (2009, Brazylia) – pośmiertnie
Filmografia
Dyskografia Single
Albumy 1950 Ao Vivo (Carmen Miranda & Bando Da Lua, LP, mono, live) 1965 The Brazilian Bombshell 1975 South American Way